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DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS. Cálculo do volume do floculador Cálculo da área superficial do floculador Cálculo da área superficial do.

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1 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

2 Cálculo do volume do floculador Cálculo da área superficial do floculador Cálculo da área superficial do floculador DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

3 Cálculo da largura do floculador Portanto, será admitido um floculador com largura total de 8,4 m, tendo cada canal uma largura individual de 2,8 metros Portanto, será admitido um floculador com largura total de 8,4 m, tendo cada canal uma largura individual de 2,8 metros DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

4 Cálculo do volume de cada câmara de floculação O sistema de floculação será composto por três reatores em série e três em paralelo, o que irá proporcionar um total de 09 câmaras de floculação DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

5 Cálculo da potência a ser introduzida no volume de líquido Dimensionamento do sistema de agitação Dimensionamento do sistema de agitação DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

6 Seleção do sistema de agitação DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

7 Diâmetro do rotor selecionado Cálculo da velocidade periférica Cálculo da velocidade periférica DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

8 Quadro resumo dos cálculos finais DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

9 Floculador Decantador convencional 12,0 m 8,4 m 2,8 m DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

10 LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

11 LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

12 LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

13 DECANTAÇÃO/SEDIMENTAÇÃO Definição: Processo de separação sólido- líquido que tem como força propulsora a ação da gravidade.Processo de separação sólido- líquido que tem como força propulsora a ação da gravidade.

14 SEDIMENTAÇÃO Classificação dos Processos de Sedimentação Sedimentação discreta (Tipo 1) Sedimentação discreta (Tipo 1) Sedimentação floculenta (Tipo 2) Sedimentação floculenta (Tipo 2) Sedimentação em zona (Tipo 3) Sedimentação em zona (Tipo 3) Sedimentação por compressão (Tipo 4) Sedimentação por compressão (Tipo 4)

15 SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL Sedimentação Floculenta (Tipo II) Decantadores convencionais de fluxo horizontal Decantadores laminares

16 Peso Empuxo Força de arraste Velocidade de Sedimentação

17 TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO ManancialCoagulaçãoFloculaçãoSedimentação Filtração Desinfecção FluoretaçãoCorreção de pH Água Final Agente oxidante CAP CoagulanteAlcalinizante Agente oxidante Polímero Agente oxidante Flúor Alcalinizante

18 SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

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23 SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I) Sedimentação discreta: As partículas permanecem com dimensões e velocidades constantes ao longo do processo de sedimentação, não ocorrendo interação entre as mesmas Sedimentação discreta: As partículas permanecem com dimensões e velocidades constantes ao longo do processo de sedimentação, não ocorrendo interação entre as mesmas

24 SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)

25 Sedimentação Discreta (Tipo I) B H L 1 2 VhVh VsVs

26 Propriedade da sedimentação discreta: A dimensão física da partícula permanece inalterada durante o seu processo de sedimentação gravitacional, o que significa dizer que a sua velocidade de sedimentação é constante. B H L 1 2 VhVh VsVs

27 Floculação e Sedimentação Diâmetro das partículas Frequência relativa Água bruta Água coagulada Água floculada Diâmetro crítico d p > d c Partículas sedimentáveis

28 SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II) Sedimentação floculenta: a velocidade de sedimentação das partículas não é mais constante, uma vez que as mesmas agregam-se ao longo do processo de sedimentação. Sedimentação floculenta: a velocidade de sedimentação das partículas não é mais constante, uma vez que as mesmas agregam-se ao longo do processo de sedimentação.

29 SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II) Com o aumento do diâmetro das partículas há, conseqüentemente, o aumento de sua velocidade de sedimentação ao longo da altura. Com o aumento do diâmetro das partículas há, conseqüentemente, o aumento de sua velocidade de sedimentação ao longo da altura.

30 Sedimentação Floculenta (Tipo II) Propriedade da sedimentação floculenta: A dimensão física da partícula é alterada durante o seu processo de sedimentação gravitacional (floculação por sedimentação diferencial), o que significa dizer que a sua velocidade de sedimentação é variável. B H L 1 2 VhVh VsVs

31 DECANTADORES CONVENCIONAIS EM ETAS E ETES

32 DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA

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36 DECANTADORES CONVENCIONAIS PARÂMETROS DE PROJETO Taxa de escoamento superficial: 20 m 3 /m 2 /dia a 60 m 3 /m 2 /dia. Taxa de escoamento superficial: 20 m 3 /m 2 /dia a 60 m 3 /m 2 /dia. (Função das características de sedimentabilidade do floco, definidas pelas etapas de coagulação-floculação) (Função das características de sedimentabilidade do floco, definidas pelas etapas de coagulação-floculação) Altura do decantador: 3,0 metros a 5,0 metros. Altura do decantador: 3,0 metros a 5,0 metros.

37 DECANTADORES CONVENCIONAIS PARÂMETROS DE PROJETO Relação Comprimento/Largura 4 Relação Comprimento/Largura 4 Taxa de escoamento linear (vertedor) 1,8 l/m/s Taxa de escoamento linear (vertedor) 1,8 l/m/s Re (Verificação) Re (Verificação) Fr Fr 10 -5

38 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

39 Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES

40 Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES

41 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR 02 canais B H L 1 2 VhVh VsVs H/2 L

42 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR 02 canais B H L 1 2 VhVh VsVs H/4 L n canais

43 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS VsVs V0V0 w l Trajetória crítica h V sh V sv

44 VsVs V0V0 w l Trajetória crítica h V sh V sv DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

45 VsVs V0V0 w l Trajetória crítica h V sh V sv DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

46 ApAp Equação de dimensionamento DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

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48 CONVENCIONAL X LAMINAR Decantador convencional Decantador laminar S c =1 (Placas planas) S c =4/3 (Tubos circulares) S c =11/8 (Tubos quadrados)

49 CONVENCIONAL X LAMINAR ÂNGULO DAS PLACAS

50 CONVENCIONAL X LAMINAR GRANDEZA L (l/w)

51 DECANTADORES LAMINARES ETA RIO GRANDE (SABESP)

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53 DECANTADORES LAMINARES ETA CAPIVARI (SANASA)

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55 DECANTADORES LAMINARES PARÂMETROS DE PROJETO Velocidade de sedimentação: 20 m 3 /m 2 /dia a 60 m 3 /m 2 /dia. Velocidade de sedimentação: 20 m 3 /m 2 /dia a 60 m 3 /m 2 /dia. (Função das características do floco, definidas pelas etapas de coagulação e floculação) (Função das características do floco, definidas pelas etapas de coagulação e floculação) Ângulo das placas com a horizontal: 60 o Ângulo das placas com a horizontal: 60 o

56 DECANTADORES LAMINARES PARÂMETROS DE PROJETO Comprimento da placa: 0,6 metros a 1,2 metros Comprimento da placa: 0,6 metros a 1,2 metros Velocidade de escoamento entre as placas: 15 cm/min a 20 cm/min Velocidade de escoamento entre as placas: 15 cm/min a 20 cm/min Espessura entre as placas: 4 cm a 8 cm Espessura entre as placas: 4 cm a 8 cm

57 DECANTADORES LAMINARES PARÂMETROS DE PROJETO Altura do decantador: 4,0 metros a 6,0 metros. Altura do decantador: 4,0 metros a 6,0 metros. Relação Comprimento/Largura 2 Relação Comprimento/Largura 2 Taxa de escoamento linear (vertedor) 1,8 l/m/s Taxa de escoamento linear (vertedor) 1,8 l/m/s

58 DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE SEDIMENTAÇÃO Vazão: 1,0 m 3 /s Velocidade de sedimentação dos flocos: 40 m/dia Número de unidades de sedimentação: 04 Profundidade da lâmina líquida=4,5 m

59 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS

60 Cálculo da área DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS

61 Verificação do tempo de detenção hidráulico DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS

62 Definição da geometria do decantador Admitindo uma relação entre L/B igual a 4, tem-se que: DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS

63 Verificação da taxa de escoamento superficial DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS Cálculo da velocidade horizontal Cálculo da velocidade horizontal

64 Cálculo do Raio Hidráulico DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS Cálculo do Número de Reynolds Cálculo do Número de Reynolds

65 Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS q l =vazão linear nas calhas de coleta de água decantada (l/s/m) H=altura útil do decantador (m) q=taxa de escoamento superficial no decantador (m 3 /m 2 /dia)

66 Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS Valor de projeto adotado: 2,5 l/s/m

67 Cálculo do comprimento total de vertedor DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS Valor de projeto adotado: 2,5 l/s/m

68 Cálculo do comprimento total de vertedor DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS Admitindo que o comprimento da calha de coleta de água de lavagem não exceda a 20% do comprimento do decantador, tem-se que Admitindo que o comprimento da calha de coleta de água de lavagem não exceda a 20% do comprimento do decantador, tem-se que:

69 Cálculo do número de calhas DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS Portanto, vamos adotar um total de 06 calhas, com 9,0 metros de comprimento

70 Cálculo do espaçamento entre as calhas DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS

71 FILTRAÇÃO Perda de carga em sistemas de filtração Fluidificação e expansão de meios filtrantes Lavagem de meios filtrantes Dimensionamento de sistemas de filtração

72 FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO Diâmetro das partículas Frequência relativa Água bruta Água coagulada Diâmetro crítico Se V s > q, todas as partículas com diâmetro superior a d c serão removidas d c apresenta V s

73 Diâmetro das partículas Frequência relativa Água bruta Água coagulada Água floculada Diâmetro crítico d p > d c Partículas sedimentáveis FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO

74 Sistema de filtração !!! SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA RIO GRANDE

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76 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1F2F8

77 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA GUARAÚ

78 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV

79 Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES F1F2 F5F6

80 FILTRAÇÃO Definição: Processo de separação sólido-líquido utilizado para promover a remoção de material particulado presente na fase líquida.

81 FILTRAÇÃO Classificação dos Processos de Filtração Com relação ao tipo de filtração Com relação ao tipo de filtração Com relação ao tratamento Com relação ao tratamento Com relação ao sentido de escoamento Com relação ao sentido de escoamento Com relação ao meio filtrante Com relação ao meio filtrante Com relação ao seu controle hidráulico Com relação ao seu controle hidráulico

82 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Com relação ao tipo de filtração Com relação ao tipo de filtração Filtração em membrana Osmose reversa Osmose reversa Nanofiltração Nanofiltração Ultrafiltração Ultrafiltração Microfiltração Microfiltração

83 FILTRAÇÃO EM MEMBRANAS SISTEMAS DE OSMOSE REVERSA

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85 Com relação ao tipo de filtração Com relação ao tipo de filtração Filtração em meio granular Filtros lentos Filtros lentos Filtração rápida Filtração rápida Filtros de camada profunda Filtros de camada profunda CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO

86 FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE

87 Com relação ao tratamento Com relação ao tratamento Filtração convencional ManancialCoagulaçãoFloculaçãoSedimentação Filtração CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Água final

88 Com relação ao tratamento Com relação ao tratamento Filtração direta ManancialCoagulaçãoFloculaçãoSedimentação Filtração CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Água final

89 Com relação ao tratamento Com relação ao tratamento Filtração em linha ManancialCoagulaçãoFloculaçãoSedimentação Filtração CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Água final

90 CONCEPÇÃO DA ETA EM FUNÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA BRUTA

91 Com relação ao sentido de escoamento Com relação ao sentido de escoamento Filtração descendente CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Filtração ascendente

92 Com relação ao meio filtrante Com relação ao meio filtrante Camada simples CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Dupla camadaTripla camada Areia ou Antracito Areia Antracito Areia Antracito Granada

93 FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE

94 Com relação ao seu controle hidráulico Com relação ao seu controle hidráulico CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Areia Antracito Taxa de filtração Altura do nível dágua acima do meio filtrante h Taxa de filtração constante Com variação de nível Sem variação de nível Taxa declinante

95 MATERIAIS FILTRANTES Diâmetro Porcentagem que passa (%) d 10 d 60 d menor grão d maior grão

96 MATERIAIS FILTRANTES

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98 FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE

99 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV

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101 FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE

102 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV

103 SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP)

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107 CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO Turbidez da água filtrada superior a um valor pré-determinado (Geralmente superior a 0,5 UNT)

108 CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO Perda de carga igual ou superior a carga hidráulica máxima disponível (Geralmente da ordem de 2,0 a 3,0 metros) Carreira de filtração com duração superior a 40 horas

109 Partículas Choques Partículas-Coletores Deposição Processo Físico (Transporte) Processo Químico Estabilidade do Colóide (Coagulação) VISÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO


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